1.दो कोणों के त्रिकोणमितीय अनुपात (Trigonometrical Ratios of Two Angles),दो कोणों के योग और अन्तर का त्रिकोणमितीय फलन कक्षा 11 (Trigonometric Functions of Sum and Difference of Two Angles Class 11):
दो कोणों के त्रिकोणमितीय अनुपात (Trigonometrical Ratios of Two Angles) के इस भाग में हम दो संख्याओं (कोणों) के योग एवं अन्तर के लिए त्रिकोणमितीय फलनों तथा उनसे सम्बन्धित व्यंजकों को व्युत्पन्न करेंगे।इस सम्बन्ध में इन मूल परिणामों को हम त्रिकोणमितीय सर्वसमिकाएं कहेंगे।आपको यह जानकारी रोचक व ज्ञानवर्धक लगे तो अपने मित्रों के साथ इस गणित के आर्टिकल को शेयर करें।यदि आप इस वेबसाइट पर पहली बार आए हैं तो वेबसाइट को फॉलो करें और ईमेल सब्सक्रिप्शन को भी फॉलो करें।जिससे नए आर्टिकल का नोटिफिकेशन आपको मिल सके । यदि आर्टिकल पसन्द आए तो अपने मित्रों के साथ शेयर और लाईक करें जिससे वे भी लाभ उठाए । आपकी कोई समस्या हो या कोई सुझाव देना चाहते हैं तो कमेंट करके बताएं।इस आर्टिकल को पूरा पढ़ें।
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2.कोणों के योग और अन्तर का त्रिकोणमितीय फलन कक्षा 11 (Trigonometric Functions of Sum and Difference of Two Angles Class 11):
(1) sin ( − x ) = − sin x \sin (-x) =-\sin x sin ( − x ) = − sin x
(2) cos ( − x ) = cos x tan ( − x ) = − tan x , cot ( − x ) = − cot x sec ( − x ) = sec x , cosec ( − x ) = − cosec x \cos (-x)=\cos x \\ \tan (-x) =-\tan x, \cot (-x)=-\cot x \\ \sec (-x) =\sec x, \operatorname{cosec}(-x)=-\operatorname{cosec} x cos ( − x ) = cos x tan ( − x ) = − tan x , cot ( − x ) = − cot x sec ( − x ) = sec x , cosec ( − x ) = − cosec x
(3.) cos ( x + y ) = cos x cos y − sin x sin y \cos (x+y) =\cos x \cos y-\sin x \sin y cos ( x + y ) = cos x cos y − sin x sin y
इकाई वृत्त पर विचार कीजिए,जिसका केन्द्र मूलबिन्दु पर हो।माना कि कोण P 4 O P 1 P_4 O P_1 P 4 O P 1 , x तथा कोण P 1 O P 2 P_1 O P_2 P 1 O P 2 , y हैं तो कोण P 4 O P 2 P_4 O P_2 P 4 O P 2 , (x+y) होगा।पुनः माना कोण P 4 O P 3 P_4 O P_3 P 4 O P 3 , (-y) है।अतः P 1 , P 2 , P 3 , P 4 P_1, P_2, P_3, P_4 P 1 , P 2 , P 3 , P 4 के निर्देशांक P 1 [ cos x , sin x ] , P 2 [ cos ( x + y ) ; sin ( x + y ) ] , P 3 [ cos ( − y ) , sin ( − y ) ] और P 4 ( 1 , 0 ) P_1\left[ \cos x, \text { sin } x\right], P_2[\cos (x+y) ; \sin (x+y)], \\ P_3[\cos (-y), \sin (-y)] \text { और } P_4(1,0) P 1 [ cos x , sin x ] , P 2 [ cos ( x + y ) ; sin ( x + y )] , P 3 [ cos ( − y ) , sin ( − y )] और P 4 ( 1 , 0 ) होंगे। त्रिभुजों P 1 O P 3 P_1 O P_3 P 1 O P 3 तथा P 2 O P 4 P_2 O P_4 P 2 O P 4 पर विचार कीजिए।वे सर्वांगसम हैं।इसलिए P 1 P 3 P_{1} P_{3} P 1 P 3 और P 2 P 4 P_{2}P_{4} P 2 P 4 बराबर हैं।दूरी सूत्र का उपयोग करने परः
P 1 P 3 2 = [ cos x − cos ( − y ) ] 2 + [ sin x − sin ( − y ) ] 2 = ( cos x − cos y ) 2 + ( sin x + sin y ) 2 = cos 2 x + cos 2 y − 2 cos x cos y + sin 2 x + sin 2 y + 2 sin x sin y = 2 − ( 2 cos x cos y − sin x sin y ) P_1 P_3^2=[\cos x-\cos (-y)]^2+[\sin x-\sin (-y)]^2 \\ = (\cos x-\cos y)^2+(\sin x+\sin y)^2 \\ = \cos ^2 x+\cos ^2 y-2 \cos x \cos y+\sin ^2 x+\sin ^2 y +2 \sin x \sin y \\ = 2-(2 \cos x \cos y-\sin x \sin y) P 1 P 3 2 = [ cos x − cos ( − y ) ] 2 + [ sin x − sin ( − y ) ] 2 = ( cos x − cos y ) 2 + ( sin x + sin y ) 2 = cos 2 x + cos 2 y − 2 cos x cos y + sin 2 x + sin 2 y + 2 sin x sin y = 2 − ( 2 cos x cos y − sin x sin y ) पुनः P 2 P 4 2 = [ 1 − cos ( x + y ) ] 2 + [ 0 − sin ( x + y ) ] 2 = 1 − 2 cos ( x + y ) + cos 2 ( x + y ) + sin 2 ( x + y ) = 2 − 2 cos ( x + y ) P_2 P_4^2= [1-\cos (x+y)]^{2}+[0-\sin (x+y)]^2 \\ = 1-2 \cos (x+y)+\cos ^2(x+y)+\sin ^2(x+y) \\ = 2-2 \cos (x+y) P 2 P 4 2 = [ 1 − cos ( x + y ) ] 2 + [ 0 − sin ( x + y ) ] 2 = 1 − 2 cos ( x + y ) + cos 2 ( x + y ) + sin 2 ( x + y ) = 2 − 2 cos ( x + y ) क्योंकि P 1 P 3 = P 2 P 4 P_1 P_3=P_2 P_4 P 1 P 3 = P 2 P 4 हम पाते हैं; P 1 P 3 2 = P 2 P 4 4 2 − 2 ( cos x cos y − sin x sin y ) = 2 − 2 cos ( x + y ) cos ( x + y ) = cos x cos y − sin x sin y P_{1} P_{3}^2=P_{2} P_{4}^4 \\ 2-2(\cos x \cos y-\sin x \sin y)=2-2 \cos (x+y) \\ \cos (x+y)=\cos x \cos y-\sin x \sin y P 1 P 3 2 = P 2 P 4 4 2 − 2 ( cos x cos y − sin x sin y ) = 2 − 2 cos ( x + y ) cos ( x + y ) = cos x cos y − sin x sin y (4.) cos ( x − y ) = cos x cos y + sin x sin y \cos (x-y)=\cos x \cos y+\sin x \sin y cos ( x − y ) = cos x cos y + sin x sin y सर्वसमिका (3) में y के स्थान पर -y रखने परः
cos ( x + ( − y ) ) = cos x cos ( − y ) − sin x sin ( − y ) cos ( x − y ) = cos x cos y + sin x sin y \cos (x+(-y))=\cos x \cos(-y)-\sin x \sin (-y) \\ \cos (x-y)=\cos x \cos y+\sin x \sin y cos ( x + ( − y )) = cos x cos ( − y ) − sin x sin ( − y ) cos ( x − y ) = cos x cos y + sin x sin y (5.) cos ( π 2 − x ) = sin x \cos \left(\frac{\pi}{2}-x\right)=\sin x cos ( 2 π − x ) = sin x सर्वसमिका (4) में x के स्थान पर π 2 \frac{\pi}{2} 2 π तथा y के स्थान पर x रखने पर हम पाते हैं
cos ( π 2 − x ) = cos π 2 cos x + sin π 2 sin x = sin x \cos \left(\frac{\pi}{2}-x\right)=\cos \frac{\pi}{2} \cos x+\sin \frac{\pi}{2} \sin x=\sin x cos ( 2 π − x ) = cos 2 π cos x + sin 2 π sin x = sin x (6.) sin ( π 2 − x ) = cos x \sin \left(\frac{\pi}{2}-x\right)=\cos x sin ( 2 π − x ) = cos x सर्वसमिका 5 का उपयोग करने पर हम पाते हैं
sin ( π 2 − x ) = cos [ π 2 − ( π 2 − x ) ] = cos x \sin \left(\frac{\pi}{2}-x\right)=\cos \left[\frac{\pi}{2}-\left(\frac{\pi}{2}-x\right)\right]=\cos x sin ( 2 π − x ) = cos [ 2 π − ( 2 π − x ) ] = cos x (7.) sin ( x + y ) = sin x cos y + cos x sin y \sin (x+y)=\sin x \cos y+\cos x \sin y sin ( x + y ) = sin x cos y + cos x sin y हम जानते हैं कि sin ( x + y ) = cos ( π 2 − ( x + y ) ) = cot [ ( π 2 − x ) − y ] = cos ( π 2 − x ) cos y + sin ( π 2 − x ) sin y ⇒ sin ( x + y ) = sin x cos y + cos x sin y \sin (x+y)=\cos \left(\frac{\pi}{2}-(x+y)\right)=\cot \left[\left(\frac{\pi}{2}-x\right)-y \right] \\ =\cos \left(\frac{\pi}{2}-x\right) \cos y+\sin \left(\frac{\pi}{2}-x\right) \sin y \\ \Rightarrow \sin (x+y)=\sin x \cos y+\cos x \sin y sin ( x + y ) = cos ( 2 π − ( x + y ) ) = cot [ ( 2 π − x ) − y ] = cos ( 2 π − x ) cos y + sin ( 2 π − x ) sin y ⇒ sin ( x + y ) = sin x cos y + cos x sin y (8.) sin ( x − y ) = sin x cos y − cos x sin y \sin (x-y)=\sin x \cos y-\cos x \sin y sin ( x − y ) = sin x cos y − cos x sin y यदि हम सर्वसमिका 7 में y के स्थान पर -y रखें तो उपर्युक्त परिणाम पाते हैं। (9.)x और y के उपर्युक्त मानों को सर्वसमिकाओं 3,4,7 और 8 में रखने पर हम निम्नलिखित परिणाम निकाल सकते हैंः
cos ( π 2 − x ) = − sin x sin ( π 2 + x ) = cos x cos ( π − x ) = − cos x sin ( π − x ) = sin x cos ( π + x ) = − cos x sin ( π + x ) = − sin x cos ( 2 π − x ) = cos x sin ( 2 π − x ) = − sin x \cos \left(\frac{\pi}{2}-x\right)=-\sin x \quad \sin \left(\frac{\pi}{2}+x\right)=\cos x \\ \cos (\pi-x)=-\cos x \quad \sin (\pi-x)=\sin x \\ \cos (\pi+x)=-\cos x \quad \sin (\pi+x)=-\sin x \\ \cos (2 \pi-x)=\cos x \quad \sin (2 \pi-x)=-\sin x cos ( 2 π − x ) = − sin x sin ( 2 π + x ) = cos x cos ( π − x ) = − cos x sin ( π − x ) = sin x cos ( π + x ) = − cos x sin ( π + x ) = − sin x cos ( 2 π − x ) = cos x sin ( 2 π − x ) = − sin x इसी प्रकार के परिणाम tan x , cot x , sec x \tan x , \cot x, \sec x tan x , cot x , sec x एवं cosec x के लिए sin x \sin x sin x और cos x \cos x cos x के फलनों के परिणामों से आसानी से निकाले जा सकते हैं। (10.)यदि x,y और (x+y) में से कोई π 2 \frac{\pi}{2} 2 π का विषम गुणांक नहीं है तो
tan ( x + y ) = tan x + tan y 1 − tan x tan y \tan (x+y)=\frac{\tan x+\tan y}{1-\tan x \tan y} tan ( x + y ) = 1 − t a n x t a n y t a n x + t a n y क्योंकि x, y तथा (x+y) में से कोई π 2 \frac{\pi}{2} 2 π का विषम गुणांक नहीं है तो,
tan ( x + y ) = tan x + tan y 1 − tan x tan y \tan (x+y)=\frac{\tan x+\tan y}{1-\tan x \tan y} tan ( x + y ) = 1 − t a n x t a n y t a n x + t a n y क्योंकि x, y तथा (x+y) में से कोई का विषम गुणांक नहीं है,इसलिए cos x , cos y \cos x, \cos y cos x , cos y तथा cos ( x + y ) \cos (x+y) cos ( x + y ) शून्य नहीं हैं।अब
tan ( x + y ) = sin ( x + y ) cos ( x + y ) = sin cos y + cos x sin y cos x cos y − sin x sin y \tan (x+y)=\frac{\sin (x+y)}{\cos (x+y)}=\frac{\sin \cos y+\cos x \sin y}{\cos x \cos y-\sin x \sin y} tan ( x + y ) = c o s ( x + y ) s i n ( x + y ) = c o s x c o s y − s i n x s i n y s i n c o s y + c o s x s i n y अंश और हर में cos x , cos y \cos x, \cos y cos x , cos y से विभाजित करने पर हम पाते हैं।
tan ( x + y ) = sin x cos y cos x cos y + cos x sin y cos x cos y cos x cos y cos x cos y − sin x sin y cos x cos y ⇒ tan ( x + y ) = tan x + tan y 1 − tan x tan y \tan (x+y)=\frac{\frac{\sin x \cos y}{\cos x \cos y}+\frac{\cos x \sin y}{\cos x \cos y}}{\frac{\cos x \cos y}{\cos x \cos y} -\frac{\sin x \sin y}{\cos x \cos y}}\\ \Rightarrow \tan (x+y)=\frac{\tan x+\tan y}{1-\tan x \tan y} tan ( x + y ) = c o s x c o s y c o s x c o s y − c o s x c o s y s i n x s i n y c o s x c o s y s i n x c o s y + c o s x c o s y c o s x s i n y ⇒ tan ( x + y ) = 1 − t a n x t a n y t a n x + t a n y (11.) tan ( x − y ) = tan x − tan y 1 + tan x tan y \tan (x-y)=\frac{\tan x-\tan y}{1+\tan x \tan y} tan ( x − y ) = 1 + t a n x t a n y t a n x − t a n y यदि सर्वसमिका 10 में y के स्थान पर -y रखने पर,हम पाते हैं
tan ( x − y ) = tan [ x + ( − y ) ] = tan x + tan ( − y ) 1 − tan x tan ( − y ) ⇒ tan ( x − y ) = tan x − tan y 1 + tan x tan y \tan (x-y)=\tan [x+(-y)]=\frac{\tan x+\tan (-y)}{1-\tan x \tan (-y)} \\ \Rightarrow \tan (x-y)=\frac{\tan x-\tan y}{1+\tan x \tan y} tan ( x − y ) = tan [ x + ( − y )] = 1 − t a n x t a n ( − y ) t a n x + t a n ( − y ) ⇒ tan ( x − y ) = 1 + t a n x t a n y t a n x − t a n y (12.)यदि x,y तथा (x+y) में से कोई भी कोण π \pi π ,का गुणांक नहीं हैं, तो
cot ( x + y ) = cot x cot y − 1 cot y + cot x \cot (x+y)=\frac{\cot x \cot y-1}{\cot y+\cot x} cot ( x + y ) = c o t y + c o t x c o t x c o t y − 1 क्योंकि x,y तथा (x+y) कोणों में से कोई भी π \pi π , का गुणांक नहीं है,इसलिए sin x , sin y \sin x ,\sin y sin x , sin y तथा sin ( x + y ) \sin (x+y) sin ( x + y ) शून्य नहीं हैं।अब
cot ( x + y ) = cos ( x + y ) sin ( x + y ) = cos x cos y − sin x sin y sin x cos y + cos x cos y \cot (x+y)=\frac{\cos (x+y)}{\sin (x+y)}=\frac{\cos x \cos y-\sin x \sin y}{\sin x \cos y+\cos x \cos y} cot ( x + y ) = s i n ( x + y ) c o s ( x + y ) = s i n x c o s y + c o s x c o s y c o s x c o s y − s i n x s i n y अंश और हर को sin x sin y \sin x \sin y sin x sin y , से विभाजित करने,पर हम पाते हैं
cos ( x + y ) = cos ( x + y ) sin ( x + y ) = cos x cos y − sin x sin y sin x cos y + cos x cos y \cos (x+y)=\frac{\cos (x+y)}{\sin (x+y)}=\frac{\cos x \cos y-\sin x \sin y}{\sin x \cos y+\cos x \cos y} cos ( x + y ) = s i n ( x + y ) c o s ( x + y ) = s i n x c o s y + c o s x c o s y c o s x c o s y − s i n x s i n y अंश तथा हर को sin x , sin y \sin x , \sin y sin x , sin y से विभाजित करने पर हम पाते हैं
cot ( x + y ) = cos x cot y − 1 cot y + cot x \cot (x+y)=\frac{\cos x \cot y-1}{\cot y+\cot x} cot ( x + y ) = c o t y + c o t x c o s x c o t y − 1 (13.) cot ( x − y ) = cot x cot y + 1 cot y − cot x \cot (x-y)=\frac{\cot x \cot y+1}{\cot y-\cot x} cot ( x − y ) = c o t y − c o t x c o t x c o t y + 1 यदि सर्वसमिका 12 में y के स्थान पर -y रखते हैं तो हम उपर्युक्त परिणाम पाते हैं। (14.) cos 2 x = cos 2 x − sin 2 x = 2 cos 2 x − 1 = 1 − 2 sin x = 1 − tan 2 x 1 + tan 2 x \cos 2 x=\cos ^2 x-\sin ^2 x=2 \cos ^2 x-1 \\ =1-2 \sin x=\frac{1-\tan ^2 x}{1+\tan ^2 x} cos 2 x = cos 2 x − sin 2 x = 2 cos 2 x − 1 = 1 − 2 sin x = 1 + t a n 2 x 1 − t a n 2 x हम जानते हैं कि cos ( x + y ) = cos x cos y − sin x sin y \cos (x+y)=\cos x \cos y-\sin x \sin y cos ( x + y ) = cos x cos y − sin x sin y y के स्थान पर x,रखें तो हम पाते हैं
cos 2 x = cos 2 x − sin 2 x = cos 2 x − ( 1 − cos 2 x ) = 2 cos 2 x − 1 \cos 2 x=\cos ^2 x-\sin ^2 x \\ =\cos ^2 x-\left(1-\cos ^2 x\right)=2 \cos ^2 x-1 cos 2 x = cos 2 x − sin 2 x = cos 2 x − ( 1 − cos 2 x ) = 2 cos 2 x − 1 [/katex] पुनः cos 2 x = cos 2 x − sin 2 x = cos 2 x − ( 1 − cos 2 x ) = 2 cos 2 x − 1 \cos 2 x=\cos ^2 x-\sin ^2 x \\ =\cos ^2 x-\left(1-\cos ^2 x\right)=2 \cos ^2 x-1 cos 2 x = cos 2 x − sin 2 x = cos 2 x − ( 1 − cos 2 x ) = 2 cos 2 x − 1 पुनः cos 2 x = cos 2 x − sin 2 x = 1 − sin 2 x − sin 2 x = 1 − 2 sin 2 x \cos 2 x=\cos ^2 x-\sin ^2 x \\ =1-\sin ^2 x-\sin ^2 x=1-2 \sin ^2 x cos 2 x = cos 2 x − sin 2 x = 1 − sin 2 x − sin 2 x = 1 − 2 sin 2 x अतः हम पाते हैं cos 2 x = cos 2 x − sin 2 x = cos 2 x − sin 2 x cos 2 x + sin 2 x \cos 2x=\cos ^2 x-\sin ^2 x=\frac{\cos ^2 x-\sin ^2 x}{\cos ^2 x+\sin^2 x} cos 2 x = cos 2 x − sin 2 x = c o s 2 x + s i n 2 x c o s 2 x − s i n 2 x अंश और हर को cos 2 x \cos ^2 x cos 2 x से विभाजित करने पर,हम पाते हैं
cos 2 x = 1 − tan 2 x 1 + tan 2 x \cos 2 x=\frac{1-\tan ^2 x}{1+\tan ^2 x} cos 2 x = 1 + t a n 2 x 1 − t a n 2 x (15.) sin 2 x = 2 sin x cos x = 2 tan x 1 + tan 2 x \sin 2 x=2 \sin x \cos x=\frac{2 \tan x}{1+\tan ^2 x} sin 2 x = 2 sin x cos x = 1 + t a n 2 x 2 t a n x हम जानते हैं कि sin ( x + y ) = sin x cos y + cos x sin y \sin (x+y)=\sin x \cos y+\cos x \sin y sin ( x + y ) = sin x cos y + cos x sin y y के स्थान पर x रखने पर,हम पाते हैं;
sin 2 x = 2 sin x cos x \sin 2x=2 \sin x \cos x sin 2 x = 2 sin x cos x
पुनः sin 2 x = 2 sin x cos x cos 2 x + sin 2 x \sin 2 x=\frac{2 \sin x \cos x}{\cos ^2 x+\sin ^2 x} sin 2 x = c o s 2 x + s i n 2 x 2 s i n x c o s x प्रत्येक पद को cos 2 x \cos ^2 x cos 2 x से विभाजित करने पर हम पाते हैंः
sin 2 x = 2 tan x 1 + tan 2 x \sin 2 x=\frac{2 \tan x}{1+\tan ^2 x} sin 2 x = 1 + t a n 2 x 2 t a n x (16.) tan 2 x = 2 tan x 1 − tan 2 x \tan 2 x=\frac{2 \tan x}{1-\tan ^2 x} tan 2 x = 1 − t a n 2 x 2 t a n x हम जानते हैं कि tan ( x + y ) = tan x tan y 1 − tan x tan y \tan (x+y)=\frac{\tan x \tan y}{1-\tan x \tan y} tan ( x + y ) = 1 − t a n x t a n y t a n x t a n y y के स्थान पर x रखने पर,हम पाते हैं कि
tan 2 x = 2 tan x 1 − tan 2 x \tan 2 x=\frac{2 \tan x}{1-\tan ^2 x} tan 2 x = 1 − t a n 2 x 2 t a n x (17.) sin 3 x = 3 sin x − 4 sin 3 x \sin 3 x=3 \sin x-4 \sin 3 x sin 3 x = 3 sin x − 4 sin 3 x हम पाते हैं, sin 3 x = sin ( 2 x + x ) = sin 2 x cos x + cos 2 x sin x = 2 sin x cos x cos x + ( 1 − 2 sin 2 x ) sin x = 2 sin x ( 1 − sin 2 x ) + sin x − 2 sin 3 x = 2 sin x − 2 sin 3 x + sin x − 2 sin 3 x ⇒ sin 3 x = 3 sin x − 4 sin 3 x \sin 3 x=\sin (2 x+x) \\ =\sin 2 x \cos x+\cos 2 x \sin x \\ =2 \sin x \cos x \cos x+\left(1-2 \sin ^2 x\right) \sin x \\ = 2 \sin x\left(1-\sin ^2 x\right)+\sin x-2 \sin ^3 x \\ =2 \sin x-2 \sin ^3 x+\sin x-2 \sin ^3 x \\ \Rightarrow \sin 3 x=3 \sin x-4 \sin ^3 x sin 3 x = sin ( 2 x + x ) = sin 2 x cos x + cos 2 x sin x = 2 sin x cos x cos x + ( 1 − 2 sin 2 x ) sin x = 2 sin x ( 1 − sin 2 x ) + sin x − 2 sin 3 x = 2 sin x − 2 sin 3 x + sin x − 2 sin 3 x ⇒ sin 3 x = 3 sin x − 4 sin 3 x (18.) cos 3 x = 4 cos 3 x − 3 cos x \cos 3 x=4 \cos ^3 x-3 \cos x cos 3 x = 4 cos 3 x − 3 cos x हम पाते हैं cos 3 x = cos ( 2 x + x ) = cos 2 x cos x − sin 2 x sin x = ( 2 cos 2 x − 1 ) cos x − 2 sin x cos x sin x = ( 2 cos 2 x − 1 ) ⋅ cos x − 2 cos x ( 1 − cos 2 x ) = 2 cos 3 x − cos x − 2 cos x + 2 cos 3 x ⇒ cos 3 x = 4 cos 3 x − 3 cos x \cos 3 x=\cos (2 x+x) \\ =\cos 2 x \cos x-\sin 2 x \sin x \\ =\left(2 \cos ^2 x-1\right) \cos x-2 \sin x \cos x \sin x \\ =\left(2 \cos ^2 x-1\right) \cdot \cos x-2 \cos x\left(1-\cos ^2 x\right) \\ =2 \cos 3 x-\cos x-2 \cos x+2 \cos ^3 x \\ \Rightarrow \cos 3 x=4 \cos ^3 x-3 \cos x cos 3 x = cos ( 2 x + x ) = cos 2 x cos x − sin 2 x sin x = ( 2 cos 2 x − 1 ) cos x − 2 sin x cos x sin x = ( 2 cos 2 x − 1 ) ⋅ cos x − 2 cos x ( 1 − cos 2 x ) = 2 cos 3 x − cos x − 2 cos x + 2 cos 3 x ⇒ cos 3 x = 4 cos 3 x − 3 cos x (19.) tan 3 x = 3 tan x − tan 3 x 1 − 3 tan 2 x \tan 3 x=\frac{3 \tan x-\tan ^3 x}{1-3 \tan ^2 x} tan 3 x = 1 − 3 t a n 2 x 3 t a n x − t a n 3 x हम पाते हैं, tan 3 x = tan ( 2 x + x ) = tan 2 x + tan x 1 − tan 2 x ⋅ tan x = 2 tan x 1 − tan 2 x + tan x 1 − 2 tan x 1 − tan 2 x ⋅ tan x = 2 tan x + tan x − tan 3 x 1 − tan 2 x − 2 tan 2 x ⇒ tan 3 x = 3 tan x − tan 3 x 1 − 3 tan 2 x \tan 3 x=\tan (2 x+x) \\ =\frac{\tan 2 x+\tan x}{1-\tan 2 x \cdot \tan x} \\ =\frac{\frac{2 \tan x}{1-\tan ^2 x}+\tan x}{1-\frac{2 \tan x}{1-\tan^2 x} \cdot \tan x} \\ =\frac{2 \tan x+\tan x-\tan ^3 x}{1-\tan ^2 x-2 \tan ^2 x} \\ \Rightarrow \tan 3 x =\frac{3 \tan x-\tan 3 x}{1-3 \tan ^2 x} tan 3 x = tan ( 2 x + x ) = 1 − t a n 2 x ⋅ t a n x t a n 2 x + t a n x = 1 − 1 − t a n 2 x 2 t a n x ⋅ t a n x 1 − t a n 2 x 2 t a n x + t a n x = 1 − t a n 2 x − 2 t a n 2 x 2 t a n x + t a n x − t a n 3 x ⇒ tan 3 x = 1 − 3 t a n 2 x 3 t a n x − t a n 3 x (20.)(i) cos x + cos y = 2 cos ( x + y 2 ) cos ( x − y 2 ) \cos x+\cos y=2 \cos \left(\frac{x+y}{2}\right) \cos \left(\frac{x-y}{2}\right) cos x + cos y = 2 cos ( 2 x + y ) cos ( 2 x − y ) (ii) cos x − cos y = − 2 sin ( x + y 2 ) sin ( x − y 2 ) \cos x-\cos y=-2 \sin \left(\frac{x+y}{2}\right) \sin \left(\frac{x-y}{2}\right) cos x − cos y = − 2 sin ( 2 x + y ) sin ( 2 x − y ) (ii) sin x + sin y = 2 sin ( x + y 2 ) cos ( x − y 2 ) \sin x+\sin y=2 \sin \left(\frac{x+y}{2}\right) \cos \left(\frac{x-y}{2}\right) sin x + sin y = 2 sin ( 2 x + y ) cos ( 2 x − y ) (iv) sin x − sin y = 2 cos ( x + y 2 ) sin ( x − y 2 ) \sin x-\sin y=2 \cos \left(\frac{x+y}{2}\right) \sin \left(\frac{x-y}{2}\right) sin x − sin y = 2 cos ( 2 x + y ) sin ( 2 x − y ) हम जानते हैं किcos ( x + y ) = cos x cos y − sin x sin y … ( 1 ) \cos (x+y)=\cos x \cos y-\sin x \sin y \dots(1) cos ( x + y ) = cos x cos y − sin x sin y … ( 1 ) और cos ( 2 x − y ) = cos x cos y + sin sin y … ( 2 ) \cos (2 x-y)=\cos x \cos y+\sin \sin y \dots(2) cos ( 2 x − y ) = cos x cos y + sin sin y … ( 2 ) (1) और (2) को जोड़ने एवं घटाने पर,हम पाते हैंcos ( x + y ) + cos ( x − y ) = 2 cos x cos y … ( 3 ) \cos (x+y)+\cos (x-y)=2 \cos x \cos y \dots(3) cos ( x + y ) + cos ( x − y ) = 2 cos x cos y … ( 3 ) और cos ( x + y ) − cos ( x − y ) = − 2 sin x sin y d o t s ( 4 ) \cos (x+y)-\cos (x-y)=-2 \sin x \sin y dots(4) cos ( x + y ) − cos ( x − y ) = − 2 sin x sin y d o t s ( 4 ) और भी sin ( x + y ) = sin x cos y + cos x sin y … ( 5 ) \sin (x+y)=\sin x \cos y+\cos x \sin y \dots(5) sin ( x + y ) = sin x cos y + cos x sin y … ( 5 ) और sin ( x − y ) = sin x cos y − cos x sin y d o t s ( 6 ) \sin (x-y)=\sin x \cos y-\cos x \sin y dots(6) sin ( x − y ) = sin x cos y − cos x sin y d o t s ( 6 ) (5) और (6) को जोड़ने एवं घटाने पर,हम पाते हैं
sin ( x + y ) + sin ( x − y ) = 2 sin x cos y … ( 7 ) sin ( x + y ) − sin ( x − y ) = 2 cos x sin y … ( 8 ) \sin (x+y)+\sin (x-y)=2 \sin x \cos y \dots(7) \\ \sin (x+y)-\sin (x-y)=2 \cos x \sin y \dots(8) sin ( x + y ) + sin ( x − y ) = 2 sin x cos y … ( 7 ) sin ( x + y ) − sin ( x − y ) = 2 cos x sin y … ( 8 ) माना कि x + y = θ x+y=\theta x + y = θ तथा x − y = ϕ x-y=\phi x − y = ϕ इसलिएx = ( θ + ϕ 2 ) तथा y = ( θ − ϕ 2 ) x=\left(\frac{\theta+\phi}{2}\right) तथा y=\left(\frac{\theta-\phi}{2}\right) x = ( 2 θ + ϕ ) तथा y = ( 2 θ − ϕ ) (3),(4),(7) तथा (8) में x और y के मान रखने पर, हम पाते हैं
cos θ + cos ϕ = 2 cos ( θ + ϕ 2 ) cos ( θ − ϕ 2 ) cos θ − cos ϕ = − 2 sin ( θ + ϕ 2 ) sin ( θ − ϕ 2 ) sin θ + sin ϕ = 2 sin ( θ + ϕ 2 ) cos ( θ − ϕ 2 ) sin θ − sin ϕ = 2 cos ( θ + ϕ 2 ) sin ( θ − ϕ 2 ) \cos \theta+\cos \phi=2 \cos \left(\frac{\theta+\phi}{2}\right) \cos \left(\frac{\theta-\phi}{2}\right) \\ \cos \theta-\cos \phi=-2 \sin \left(\frac{\theta+\phi}{2}\right) \sin \left(\frac{\theta-\phi}{2}\right) \\ \sin \theta+\sin \phi=2 \sin \left(\frac{\theta+\phi}{2}\right) \cos \left(\frac{\theta-\phi}{2}\right) \\ \sin \theta-\sin \phi=2 \cos \left(\frac{\theta+\phi}{2}\right) \sin \left(\frac{\theta-\phi}{2}\right) cos θ + cos ϕ = 2 cos ( 2 θ + ϕ ) cos ( 2 θ − ϕ ) cos θ − cos ϕ = − 2 sin ( 2 θ + ϕ ) sin ( 2 θ − ϕ ) sin θ + sin ϕ = 2 sin ( 2 θ + ϕ ) cos ( 2 θ − ϕ ) sin θ − sin ϕ = 2 cos ( 2 θ + ϕ ) sin ( 2 θ − ϕ ) क्योंकि θ \theta θ तथा ϕ \phi ϕ को कोई वास्तविक संख्या मान सकते हैं।हम θ \theta θ के स्थान पर x तथा ϕ \phi ϕ के स्थान पर y रखने पर पाते हैंः
cos x + cos y = 2 cos ( x + y 2 ) cos ( x − y 2 ) cos x − cos y = − 2 sin ( x + y 2 ) sin ( x − y 2 ) sin x + sin y = 2 sin ( x + y 2 ) cos ( x − y 2 ) sin x − sin y = 2 cos ( x + y 2 ) sin ( x − y 2 ) \cos x+\cos y=2 \cos \left(\frac{x+y}{2}\right) \cos \left(\frac{x-y}{2}\right) \\ \cos x-\cos y=-2 \sin \left(\frac{x+y}{2}\right) \sin \left(\frac{x-y}{2}\right) \\ \sin x+\sin y=2 \sin \left(\frac{x+y}{2}\right) \cos \left(\frac{x-y}{2}\right) \\ \sin x-\sin y=2 \cos \left(\frac{x+y}{2}\right) \sin \left(\frac{x-y}{2}\right) cos x + cos y = 2 cos ( 2 x + y ) cos ( 2 x − y ) cos x − cos y = − 2 sin ( 2 x + y ) sin ( 2 x − y ) sin x + sin y = 2 sin ( 2 x + y ) cos ( 2 x − y ) sin x − sin y = 2 cos ( 2 x + y ) sin ( 2 x − y ) (21.)(i) 2 cos x cos y = cos ( x + y ) + cos ( x − y ) 2 \cos x \cos y=\cos (x+y)+\cos (x-y) 2 cos x cos y = cos ( x + y ) + cos ( x − y ) (ii) − 2 sin x sin y = cos ( x + y ) − cos ( x − y ) -2 \sin x \sin y=\cos (x+y)-\cos (x-y) − 2 sin x sin y = cos ( x + y ) − cos ( x − y ) (iii) 2 sin x cos y = sin ( x + y ) + sin ( x − y ) 2 \sin x \cos y=\sin (x+y)+\sin (x-y) 2 sin x cos y = sin ( x + y ) + sin ( x − y ) (iv) 2 cos x sin y = sin ( x + y ) − sin ( x − y ) 2 \cos x \sin y=\sin (x+y)-\sin (x-y) 2 cos x sin y = sin ( x + y ) − sin ( x − y )
3.दो कोणों के त्रिकोणमितीय अनुपात के उदाहरण (Trigonometrical Ratios of Two Angles Examples):
सिद्ध कीजिए
Example:1 . sin 2 π 6 + cos 2 π 3 − tan 2 π 4 = − 1 2 \sin^{2} \frac{\pi}{6}+\cos ^2 \frac{\pi}{3}-\tan ^2 \frac{\pi}{4}=-\frac{1}{2} sin 2 6 π + cos 2 3 π − tan 2 4 π = − 2 1 Solution : sin 2 π 6 + cos 2 π 3 − tan 2 π 4 = − 1 2 L.H.S. sin 2 π 6 + cos 2 π 3 − tan 2 π 4 ⇒ ( 1 2 ) 2 + ( 1 2 ) 2 − ( 1 3 ) 2 ⇒ 1 4 + 1 4 − 1 1 = 1 + 1 − 4 4 = − 2 4 = − 1 2 \sin ^2 \frac{\pi}{6}+\cos ^2 \frac{\pi}{3}-\tan ^2 \frac{\pi}{4}=-\frac{1}{2} \\ \text { L.H.S. } \sin ^2 \frac{\pi}{6}+\cos ^2 \frac{\pi}{3}-\tan ^2 \frac{\pi}{4} \\ \Rightarrow \left(\frac{1}{2}\right)^2 +\left(\frac{1}{2}\right)^2-\left(\frac{1}{3}\right)^2 \\ \Rightarrow \frac{1}{4}+\frac{1}{4}-\frac{1}{1}=\frac{1+1-4}{4}=\frac{-2}{4}=-\frac{1}{2} sin 2 6 π + cos 2 3 π − tan 2 4 π = − 2 1 L.H.S. sin 2 6 π + cos 2 3 π − tan 2 4 π ⇒ ( 2 1 ) 2 + ( 2 1 ) 2 − ( 3 1 ) 2 ⇒ 4 1 + 4 1 − 1 1 = 4 1 + 1 − 4 = 4 − 2 = − 2 1 Example:2 . 2 sin 2 π 6 + cosec 2 7 π 6 cos 2 π 3 = 3 2 2 \sin ^2 \frac{\pi}{6}+\operatorname{cosec}^2 \frac{7 \pi}{6} \cos ^2 \frac{\pi}{3}=\frac{3}{2} 2 sin 2 6 π + cosec 2 6 7 π cos 2 3 π = 2 3 Solution : 2 s i n π 6 + cosec 2 7 π 6 cos 2 π 3 = 3 2 L.H.S. 2 sin 2 π 6 + cosec 2 2 π 6 cos 2 π 3 = 2 × ( 1 2 ) 2 + cosec 2 ( π + π 6 ) × ( 1 2 ) 2 = 2 × 1 4 + ( cosec 2 π 6 ) ( 1 4 ) = 1 2 + ( 2 ) 2 × 1 4 = 1 2 + 1 = 3 2 = R.H.S 2sin \frac{\pi}{6}+\operatorname{cosec}^2 \frac{7 \pi}{6} \cos ^2 \frac{\pi}{3}=\frac{3}{2} \\ \text{L.H.S. } 2 \sin ^2 \frac{\pi}{6}+\operatorname{cosec}^2 \frac{2 \pi}{6} \cos ^2 \frac{\pi}{3} \\ =2 \times\left(\frac{1}{2}\right)^2+\operatorname{cosec}^2\left(\pi+\frac{\pi}{6}\right) \times\left(\frac{1}{2}\right)^2 \\ =2 \times \frac{1}{4}+\left(\operatorname{cosec}^2 \frac{\pi}{6}\right)\left(\frac{1}{4}\right) \\ =\frac{1}{2}+(2)^2 \times \frac{1}{4}=\frac{1}{2}+1=\frac{3}{2}=\operatorname{R.H.S} 2 s in 6 π + cosec 2 6 7 π cos 2 3 π = 2 3 L.H.S. 2 sin 2 6 π + cosec 2 6 2 π cos 2 3 π = 2 × ( 2 1 ) 2 + cosec 2 ( π + 6 π ) × ( 2 1 ) 2 = 2 × 4 1 + ( cosec 2 6 π ) ( 4 1 ) = 2 1 + ( 2 ) 2 × 4 1 = 2 1 + 1 = 2 3 = R.H.S Example:3 . cot 2 π 6 + cosec 5 π 6 + 3 tan 2 π 6 = 6 \cot ^2 \frac{\pi}{6}+\operatorname{cosec} \frac{5 \pi}{6}+3 \tan ^2 \frac{\pi}{6}=6 cot 2 6 π + cosec 6 5 π + 3 tan 2 6 π = 6 Solution : cot 2 π 6 + cosec 5 π 6 + 3 tan 2 π 6 = 6 L.H.S. ( 3 ) 2 + cosec ( π − π 6 ) + 3 ( 1 3 ) 2 = 3 + cosec π 6 + 3 × 1 3 = 3 + 2 + 1 = 6 = R.H.S. \cot ^2 \frac{\pi}{6}+\operatorname{cosec} \frac{5 \pi}{6}+3 \tan ^2 \frac{\pi}{6}=6 \\ \text { L.H.S. }(\sqrt{3})^2+\operatorname{cosec}\left(\pi-\frac{\pi}{6}\right)+3\left(\frac{1}{\sqrt{3}}\right)^2 \\
= 3+\operatorname{cosec} \frac{\pi}{6}+3 \times \frac{1}{3} \\ =3+2+1=6=\text { R.H.S. } cot 2 6 π + cosec 6 5 π + 3 tan 2 6 π = 6 L.H.S. ( 3 ) 2 + cosec ( π − 6 π ) + 3 ( 3 1 ) 2 = 3 + cosec 6 π + 3 × 3 1 = 3 + 2 + 1 = 6 = R.H.S. Example:4 . 2 sin 2 ( 3 π 4 ) + 2 cos 2 ( π 4 ) + 2 sec 2 π 3 = 10 2 \sin ^2\left(\frac{3 \pi}{4}\right)+2 \cos ^2\left(\frac{\pi}{4}\right)+2 \sec ^2 \frac{\pi}{3}=10 2 sin 2 ( 4 3 π ) + 2 cos 2 ( 4 π ) + 2 sec 2 3 π = 10 Solution : 2 sin 2 ( 3 π 4 ) + 2 cos 2 ( π 4 ) + 2 sec 2 π 3 = 10 L.H.S. 2 sin 2 ( 3 π 4 ) + 2 cos 2 ( π 4 ) + 2 sec ( π 3 ) = 2 sin 2 ( π − π 4 ) + 2 ( 1 2 ) 2 + 2 ( 2 ) 2 = 2 sin 2 π 4 + 2 × 1 2 + 2 × 4 = 2 × ( 1 2 ) 2 + 1 + 8 = 2 × 1 2 + 9 = 1 + 9 = 10 = R.H.S 2 \sin ^2\left(\frac{3 \pi}{4}\right)+2 \cos ^2\left(\frac{\pi}{4}\right)+2 \sec ^2 \frac{\pi}{3}=10 \\ \text{L.H.S. } 2 \sin ^2\left(\frac{3 \pi}{4}\right)+2 \cos ^2\left(\frac{\pi}{4}\right)+2 \sec ^{\left(\frac{\pi}{3}\right)} \\ =2 \sin ^2\left(\pi-\frac{\pi}{4}\right)+2\left(\frac{1}{\sqrt{2}}\right)^2+2(2)^2 \\ =2 \sin ^2 \frac{\pi}{4}+2 \times \frac{1}{2}+2 \times 4 \\ =2 \times\left(\frac{1}{2}\right)^2+1+8 \\ =2 \times \frac{1}{2}+9=1+9=10=\text { R.H.S } 2 sin 2 ( 4 3 π ) + 2 cos 2 ( 4 π ) + 2 sec 2 3 π = 10 L.H.S. 2 sin 2 ( 4 3 π ) + 2 cos 2 ( 4 π ) + 2 sec ( 3 π ) = 2 sin 2 ( π − 4 π ) + 2 ( 2 1 ) 2 + 2 ( 2 ) 2 = 2 sin 2 4 π + 2 × 2 1 + 2 × 4 = 2 × ( 2 1 ) 2 + 1 + 8 = 2 × 2 1 + 9 = 1 + 9 = 10 = R.H.S Example:मान ज्ञात कीजिएःExample:5(i) . sin 7 5 ∘ \sin 75^{\circ} sin 7 5 ∘ Solution : sin 7 5 ∘ = sin ( 4 5 ∘ + 3 0 ∘ ) = sin 4 5 ∘ cos 3 0 ∘ + cos 4 5 ∘ sin 3 0 ∘ [ ∵ sin ( x + y ) = sin x cos y + cos x sin y सूत्र से ] = 1 2 × 3 2 + 1 2 × 1 2 = 3 2 2 + 1 2 2 ⇒ sin 7 5 ∘ = 3 + 1 2 2 \sin 75^{\circ} =\sin \left(45^{\circ}+30^{\circ}\right) \\ =\sin 45^{\circ} \cos 30^{\circ} +\cos 45^{\circ} \sin 30^{\circ} \left[ \because \sin (x+y)=\sin x \cos y+\cos x \sin y \text { सूत्र से } \right] \\ =\frac{1}{\sqrt{2}} \times \frac{\sqrt{3}}{2}+\frac{1}{\sqrt{2}} \times \frac{1}{2} \\ =\frac{\sqrt{3}}{2 \sqrt{2}}+\frac{1}{2 \sqrt{2}} \\ \Rightarrow \sin 75^{\circ}=\frac{\sqrt{3}+1}{2 \sqrt{2}} sin 7 5 ∘ = sin ( 4 5 ∘ + 3 0 ∘ ) = sin 4 5 ∘ cos 3 0 ∘ + cos 4 5 ∘ sin 3 0 ∘ [ ∵ sin ( x + y ) = sin x cos y + cos x sin y सूत्र से ] = 2 1 × 2 3 + 2 1 × 2 1 = 2 2 3 + 2 2 1 ⇒ sin 7 5 ∘ = 2 2 3 + 1 Example:5(ii) . tan 1 5 ∘ \tan 15^{\circ} tan 1 5 ∘ Solution : tan 1 5 ∘ tan ( 4 5 ∘ − 3 0 ∘ ) = tan 4 5 ∘ − tan 3 0 ∘ 1 + tan 4 5 ∘ tan 3 0 ∘ = 1 − 1 3 1 + 1 × 1 3 = 3 − 1 3 + 1 = ( 3 − 1 ) ( 3 − 1 ) ( 3 + 1 ) ( 3 − 1 ) = 3 + 1 − 2 3 3 − 1 = 4 − 2 3 2 = 2 ( 2 − 3 ) 2 = 2 − 3 \tan 15^{\circ} \\ \tan \left(45^{\circ}-30^{\circ}\right) \\ =\frac{\tan 45^{\circ}-\tan 30^{\circ}}{1+\tan 45^{\circ} \tan 30^{\circ}} \\ =\frac{1-\frac{1}{\sqrt{3}}}{1+1 \times \frac{1}{\sqrt{3}}} =\frac{\sqrt{3}-1}{\sqrt{3}+1} \\ =\frac{(\sqrt{3}-1)(\sqrt{3}-1)}{(\sqrt{3}+1)(\sqrt{3}-1)} \\ =\frac{3+1-2 \sqrt{3}}{3-1} \\ =\frac{4-2 \sqrt{3}}{2}=\frac{2(2-\sqrt{3})}{2}=2-\sqrt{3} tan 1 5 ∘ tan ( 4 5 ∘ − 3 0 ∘ ) = 1 + t a n 4 5 ∘ t a n 3 0 ∘ t a n 4 5 ∘ − t a n 3 0 ∘ = 1 + 1 × 3 1 1 − 3 1 = 3 + 1 3 − 1 = ( 3 + 1 ) ( 3 − 1 ) ( 3 − 1 ) ( 3 − 1 ) = 3 − 1 3 + 1 − 2 3 = 2 4 − 2 3 = 2 2 ( 2 − 3 ) = 2 − 3 निम्नलिखित को सिद्ध कीजिएःExample:6 . cos ( π 4 − x ) cos ( π 4 − y ) − sin ( π 4 − x ) sin ( π 4 − y ) = sin ( x + y ) \cos \left(\frac{\pi}{4}-x\right) \cos \left(\frac{\pi}{4}-y\right)-\sin \left(\frac{\pi}{4}-x\right) \sin \left(\frac{\pi}{4}-y\right)=\sin (x+y) cos ( 4 π − x ) cos ( 4 π − y ) − sin ( 4 π − x ) sin ( 4 π − y ) = sin ( x + y ) Solution : cos ( π 4 − x ) cos ( π 4 − y ) − sin ( π 4 − x ) sin ( π 4 − y ) = sin ( x + y ) L.H.S. cos ( π 4 − x ) cos ( π 4 − y ) − sin ( π 4 − x ) sin ( π 4 − y ) = cos [ π 4 − x + π 4 − y ] [ ∵ cos ( x + y ) = cos x cos y − sin x sin y ] = cos [ π 2 − ( x + y ) ] = sin ( x + y ) = R.H.S. \cos \left(\frac{\pi}{4}-x\right) \cos \left(\frac{\pi}{4}-y\right)-\sin \left(\frac{\pi}{4}-x\right) \sin \left(\frac{\pi}{4}-y\right)=\sin (x+y) \\ \text{L.H.S. } \cos \left(\frac{\pi}{4}-x\right) \cos \left(\frac{\pi}{4}-y\right)-\sin \left(\frac{\pi}{4}-x\right) \sin \left(\frac{\pi}{4}-y\right) \\ =\cos \left[\frac{\pi}{4}-x+\frac{\pi}{4}-y\right] \left[\because \cos (x+y)=\cos x \cos y -\sin x \sin y \right] \\ = \cos \left[\frac{\pi}{2}-(x+y)\right] \\ =\sin (x+y)=\text{R.H.S.} cos ( 4 π − x ) cos ( 4 π − y ) − sin ( 4 π − x ) sin ( 4 π − y ) = sin ( x + y ) L.H.S. cos ( 4 π − x ) cos ( 4 π − y ) − sin ( 4 π − x ) sin ( 4 π − y ) = cos [ 4 π − x + 4 π − y ] [ ∵ cos ( x + y ) = cos x cos y − sin x sin y ] = cos [ 2 π − ( x + y ) ] = sin ( x + y ) = R.H.S. Example:7 . tan ( π 4 + x ) tan ( π 4 − x ) = ( 1 + tan x 1 − tan x ) 2 \frac{\tan \left(\frac{\pi}{4}+x\right)}{\tan \left(\frac{\pi}{4}-x\right)}=\left(\frac{1+\tan x}{1-\tan x}\right)^{2} t a n ( 4 π − x ) t a n ( 4 π + x ) = ( 1 − t a n x 1 + t a n x ) 2 Solution : tan ( π 4 + x ) tan ( π 4 − x ) = ( 1 + tan x 1 − tan x ) 2 L . H . S . = tan ( π 4 + x ) tan ( π 4 − x ) = tan π 4 + tan x 1 − tan π 4 tan x tan π 4 − tan x 1 + tan π 4 tan x = 1 + tan x 1 − tan x × 1 + tan x 1 − tan x = ( 1 + tan x 1 − tan x ) 2 = R.H.S. \frac{\tan \left(\frac{\pi}{4}+x\right)}{\tan \left(\frac{\pi}{4}-x\right)}=\left(\frac{1+\tan x}{1-\tan x}\right)^2 \\ L.H.S.=\frac{\tan \left(\frac{\pi}{4}+x\right)}{\tan \left(\frac{\pi}{4}-x\right)}= \frac{\frac{\tan \frac{\pi}{4}+\tan x}{1-\tan \frac{\pi}{4} \tan x}}{\frac{\tan \frac{\pi}{4}-\tan x}{1+\tan \frac{\pi}{4} \tan x}} \\ =\frac{1+\tan x}{1-\tan x} \times \frac{1+\tan x}{1-\tan x} \\ =\left(\frac{1+\tan x}{1-\tan x}\right)^2 =\text{R.H.S.} t a n ( 4 π − x ) t a n ( 4 π + x ) = ( 1 − t a n x 1 + t a n x ) 2 L . H . S . = t a n ( 4 π − x ) t a n ( 4 π + x ) = 1 + t a n 4 π t a n x t a n 4 π − t a n x 1 − t a n 4 π t a n x t a n 4 π + t a n x = 1 − t a n x 1 + t a n x × 1 − t a n x 1 + t a n x = ( 1 − t a n x 1 + t a n x ) 2 = R.H.S. Example:8 . cos ( π + x ) cos ( − x ) sin ( π − x ) cos ( π 2 + x ) = cot 2 x \frac{\cos (\pi+x) \cos (-x)}{\sin (\pi-x) \cos (\frac{\pi}{2}+x)}=\cot ^2 x s i n ( π − x ) c o s ( 2 π + x ) c o s ( π + x ) c o s ( − x ) = cot 2 x Solution : cos ( π + x ) cos ( − x ) sin ( π − x ) cos ( π 2 + x ) = cot 2 x L.H.S. = cos ( π + x ) cos ( − x ) sin ( π − x ) cos ( π 2 + x ) = − cos x cos x sin x ⋅ ( − sin x ) = cos 2 x sin 2 x = cot 2 x = R.H.S. \frac{\cos (\pi+x) \cos (-x)}{\sin (\pi-x) \cos \left(\frac{\pi}{2}+x\right)}=\cot ^2 x \\ \text { L.H.S. }=\frac{\cos (\pi+x) \cos (-x)}{\sin (\pi-x) \cos \left(\frac{\pi}{2}+x\right)} \\ =\frac{-\cos x \cos x}{\sin x \cdot(-\sin x)} \\ = \frac{\cos ^2 x}{\sin ^2 x}=\cot ^2 x=\text { R.H.S. } s i n ( π − x ) c o s ( 2 π + x ) c o s ( π + x ) c o s ( − x ) = cot 2 x L.H.S. = s i n ( π − x ) c o s ( 2 π + x ) c o s ( π + x ) c o s ( − x ) = s i n x ⋅ ( − s i n x ) − c o s x c o s x = s i n 2 x c o s 2 x = cot 2 x = R.H.S. Example:9 . cos ( 3 π 2 + x ) cos ( 2 π + x ) [ cot ( 3 π 2 − x ) + cot ( 2 π + x ) ] = 1 \cos \left(\frac{3 \pi}{2}+x\right) \cos (2 \pi+x) \left[\cot \left(\frac{3 \pi}{2}-x\right)+\cot (2 \pi+x)\right] = 1 cos ( 2 3 π + x ) cos ( 2 π + x ) [ cot ( 2 3 π − x ) + cot ( 2 π + x ) ] = 1 Solution : cos ( 3 π 2 + x ) cos ( 2 π + x ) [ cot ( 3 π 2 − x ) + cot ( 2 π + x ) ] = 1 L.H.S. cos ( 3 π 2 + x ) cos ( 2 π + x ) [ cot ( 3 π 2 − x ) + cot ( 2 π + x ) ] = sin x cos x ( tan x + cot x ) = sin x cos x ( sin x cos x + cos x sin x ) = sin x cos x ( sin 2 x + cos 2 x sin x cos x ) = 1 = R.H.S \cos \left(\frac{3 \pi}{2}+x\right) \cos (2 \pi+x)\left[\cot \left(\frac{3 \pi}{2}-x\right)+\cot (2 \pi+x)\right]=1 \\ \text{L.H.S. } \cos \left(\frac{3 \pi}{2}+x\right) \cos (2 \pi+x)\left[\cot \left(\frac{3 \pi}{2}-x\right)+\cot (2 \pi+x)\right] \\ =\sin x \cos x(\tan x+\cot x) \\ =\sin x \cos x\left(\frac{\sin x}{\cos x}+\frac{\cos x}{\sin x}\right) \\ =\sin x \cos x\left(\frac{\sin ^2 x+\cos ^2 x}{\sin x \cos x}\right) \\ =1= \text {R.H.S} cos ( 2 3 π + x ) cos ( 2 π + x ) [ cot ( 2 3 π − x ) + cot ( 2 π + x ) ] = 1 L.H.S. cos ( 2 3 π + x ) cos ( 2 π + x ) [ cot ( 2 3 π − x ) + cot ( 2 π + x ) ] = sin x cos x ( tan x + cot x ) = sin x cos x ( c o s x s i n x + s i n x c o s x ) = sin x cos x ( s i n x c o s x s i n 2 x + c o s 2 x ) = 1 = R.H.S Example:10 . sin ( n + 1 ) x sin ( n + 2 ) x + cos ( n + 1 ) x ⋅ cos ( n + 2 ) x = cos x \sin (n+1) x \sin (n+2) x+\cos (n+1) x \cdot \cos (n+2) x=\cos x sin ( n + 1 ) x sin ( n + 2 ) x + cos ( n + 1 ) x ⋅ cos ( n + 2 ) x = cos x Solution : sin ( n + 1 ) x sin ( n + 2 ) x + cos ( n + 1 ) x cos ( n + 2 ) x = cos x L.H.S. sin ( n + 1 ) x sin ( n + 2 ) x + cos ( n + 1 ) x cos ( n + 2 ) x = cos [ ( n + 2 ) x − ( n + 1 ) x ] [ ∵ cos ( x − y ) = cos x cos x + sin x sin y ] = cos ( n x + 2 x − n x − x ) = cos x = R.H.S. \sin (n+1) x \sin (n+2) x+\cos (n+1) x \cos (n+2) x=\cos x \\ \text{L.H.S.} \sin (n+1) x \sin (n+2) x+\cos (n+1) x \cos (n+2) x \\ =\cos [(n+2) x-(n+1) x] \\ \left[ \because \cos (x-y)=\cos x \cos x+\sin x \sin y \right] \\ =\cos (n x+2 x-n x-x) \\ =\cos x=\text{R.H.S.} sin ( n + 1 ) x sin ( n + 2 ) x + cos ( n + 1 ) x cos ( n + 2 ) x = cos x L.H.S. sin ( n + 1 ) x sin ( n + 2 ) x + cos ( n + 1 ) x cos ( n + 2 ) x = cos [( n + 2 ) x − ( n + 1 ) x ] [ ∵ cos ( x − y ) = cos x cos x + sin x sin y ] = cos ( n x + 2 x − n x − x ) = cos x = R.H.S. Example:11 . cos ( 3 π 4 + x ) − cos ( 3 π 4 − x ) = − 2 sin x \cos \left(\frac{3 \pi}{4}+x\right)-\cos \left(\frac{3 \pi}{4}-x\right)=-\sqrt{2} \sin x cos ( 4 3 π + x ) − cos ( 4 3 π − x ) = − 2 sin x Solution : cos ( 3 π 4 + x ) − cos ( 3 π 4 − x ) = − 2 sin x L.H.S. cos ( 3 π 4 + x ) − cos ( 3 π 4 − x ) = 2 sin [ 3 π 4 + x + 3 π 4 − x 2 ] sin [ 3 π 4 + x − 3 π 4 + x 2 ] = − 2 sin ( 3 π 2 ) sin ( 2 x 2 ) = − 2 × sin ( 3 π 4 ) sin x = − 2 sin ( π − π 4 ) sin x = − 2 sin π 4 sin x = − 2 × 1 2 sin x = − 2 sin x = R.H.S. \cos \left(\frac{3 \pi}{4}+x\right)-\cos \left(\frac{3 \pi}{4}-x\right)=-\sqrt{2} \sin x \\ \text{L.H.S.} \cos \left(\frac{3 \pi}{4}+x\right)-\cos \left(\frac{3 \pi}{4}-x\right) \\ =2 \sin \left[\frac{\frac{3 \pi}{4}+x+\frac{3 \pi}{4}-x}{2}\right] \sin \left[\frac{\frac{3 \pi}{4}+x-\frac{3 \pi}{4}+x}{2}\right] \\ =-2 \sin \left(\frac{3 \pi}{2}\right) \sin \left(\frac{2 x}{2}\right) \\ =-2 \times \sin \left(\frac{3 \pi}{4}\right) \sin x \\ =-2 \sin \left(\pi-\frac{\pi}{4}\right) \sin x \\ =-2 \sin \frac{\pi}{4} \sin x \\ =-2 \times \frac{1}{\sqrt{2}} \sin x \\ =-\sqrt{2} \sin x=\text{R.H.S.} cos ( 4 3 π + x ) − cos ( 4 3 π − x ) = − 2 sin x L.H.S. cos ( 4 3 π + x ) − cos ( 4 3 π − x ) = 2 sin [ 2 4 3 π + x + 4 3 π − x ] sin [ 2 4 3 π + x − 4 3 π + x ] = − 2 sin ( 2 3 π ) sin ( 2 2 x ) = − 2 × sin ( 4 3 π ) sin x = − 2 sin ( π − 4 π ) sin x = − 2 sin 4 π sin x = − 2 × 2 1 sin x = − 2 sin x = R.H.S. Example:12 . sin 2 6 x − sin 2 4 x = sin 2 x sin 10 x \sin ^{2} 6 x-\sin ^2 4 x=\sin 2 x \sin 10 x sin 2 6 x − sin 2 4 x = sin 2 x sin 10 x Solution : sin 2 6 x − sin 2 4 x = sin 2 x sin 10 x L.H.S. sin 2 6 x − sin 2 4 x = ( sin 6 x − sin 4 x ) ( sin 6 x + sin 4 x ) = 2 cos ( 6 x + 4 x 2 ) sin ( 6 x − 4 x 2 ) 2 sin ( 6 x + 4 x 2 ) cos ( 6 x − 4 x 2 ) = 2 cos 5 x sin x − 2 sin 5 x cos x = ( 2 sin 5 x cos 5 x ) ( 2 sin x cos x ) = sin 10 x sin 2 x [ sin 2 x = 2 sin x cos x ] = R.H.S. \sin ^2 6 x-\sin ^2 4 x=\sin 2 x \sin 10 x \\ \text{L.H.S.} \sin ^2 6 x-\sin ^2 4x \\=(\sin 6 x-\sin 4 x)(\sin 6 x+\sin 4 x) \\ =2 \cos \left(\frac{6 x+4 x}{2}\right) \sin \left(\frac{6 x-4 x}{2}\right) 2 \sin \left(\frac{6 x+4 x}{2}\right) \cos \left(\frac{6 x-4 x}{2}\right) \\ =2 \cos 5 x \sin x-2 \sin 5 x \cos x \\ =(2 \sin 5x \cos 5x)(2 \sin x \cos x) \\ =\sin 10x \sin 2 x[\sin 2 x=2 \sin x \cos x] =\text{R.H.S.} sin 2 6 x − sin 2 4 x = sin 2 x sin 10 x L.H.S. sin 2 6 x − sin 2 4 x = ( sin 6 x − sin 4 x ) ( sin 6 x + sin 4 x ) = 2 cos ( 2 6 x + 4 x ) sin ( 2 6 x − 4 x ) 2 sin ( 2 6 x + 4 x ) cos ( 2 6 x − 4 x ) = 2 cos 5 x sin x − 2 sin 5 x cos x = ( 2 sin 5 x cos 5 x ) ( 2 sin x cos x ) = sin 10 x sin 2 x [ sin 2 x = 2 sin x cos x ] = R.H.S.
Example:13 . cos 2 2 x − cos 2 6 x = sin 4 x sin 8 x \cos ^2 2 x-\cos ^2 6 x=\sin 4 x \sin 8 x cos 2 2 x − cos 2 6 x = sin 4 x sin 8 x Solution : cos 2 2 x − cos 2 6 x = sin 4 x sin 8 x L.H.S. cos 2 2 x − cos 2 6 x = ( cos 2 x − cos 6 x ) ( cos 2 x + cos 6 x ) = − 2 sin ( 2 x − 6 x 2 ) sin ( 2 x + 62 x 2 ) sec ( 2 x − 6 x 2 ) cos ( 2 x + 6 x 2 ) = − 2 sin ( − 2 x ) sin 4 x − 2 cos ( − 2 x ) cos 4 x = ( 2 sin x cos 2 x ) ( 2 sin 4 x cos 4 x ) = sin 4 x sin 8 x [ ∵ sin 2 x = 2 sin x cos x ] = R.H.S. \cos ^2 2 x-\cos ^2 6 x=\sin 4 x \sin 8x \\ \text{L.H.S. } \cos ^2 2 x-\cos ^2 6 x=(\cos 2 x-\cos 6 x)(\cos 2 x+\cos 6 x) \\=-2 \sin \left(\frac{2 x-6 x}{2}\right) \sin \left(\frac{2 x+62 x}{2}\right) \sec \left(\frac{2 x-6 x}{2}\right) \cos \left(\frac{2 x+6 x}{2}\right) \\ = -2 \sin (-2 x) \sin 4 x-2 \cos (-2 x) \cos 4 x \\ = (2 \sin x \cos 2 x)(2 \sin 4 x \cos 4 x) \\ = \sin 4 x \sin 8 x[\because \sin 2 x=2 \sin x \cos x]=\text{R.H.S.} cos 2 2 x − cos 2 6 x = sin 4 x sin 8 x L.H.S. cos 2 2 x − cos 2 6 x = ( cos 2 x − cos 6 x ) ( cos 2 x + cos 6 x ) = − 2 sin ( 2 2 x − 6 x ) sin ( 2 2 x + 62 x ) sec ( 2 2 x − 6 x ) cos ( 2 2 x + 6 x ) = − 2 sin ( − 2 x ) sin 4 x − 2 cos ( − 2 x ) cos 4 x = ( 2 sin x cos 2 x ) ( 2 sin 4 x cos 4 x ) = sin 4 x sin 8 x [ ∵ sin 2 x = 2 sin x cos x ] = R.H.S. Example:14 . sin 2 x + 2 sin 4 x + sin 6 x = 4 cos 2 x sin 4 x \sin 2 x+2 \sin 4 x+\sin 6 x=4 \cos ^2 x \sin 4 x sin 2 x + 2 sin 4 x + sin 6 x = 4 cos 2 x sin 4 x Solution : sin 2 x + 2 sin 4 x + sin 6 x = 4 cos 2 x sin 4 x L.H.S. sin 2 x + 2 sin 4 x + sin 6 x sin 2 x + sin 6 x + 2 sin 4 x = 2 sin ( 2 x + 6 x 2 ) cos ( 2 x − 6 x 2 ) + 2 sin 4 x = 2 sin 4 x cos ( − 2 x ) + 2 sin 4 x = 2 sin 4 x [ cos 2 x + 1 ] = 2 sin 4 x ( 2 cos 2 x − 1 + 1 ) = 2 sin 4 x ⋅ 2 cos 2 x = 4 cos 2 x sin 4 x = R.H.S. \sin 2 x+2 \sin 4 x+\sin 6 x=4 \cos ^2 x \sin 4 x \\ \text{L.H.S. } \sin 2 x+2 \sin 4 x+\sin 6 x \sin 2 x+\sin 6 x+2 \sin 4 x \\ =2 \sin \left(\frac{2 x+6 x}{2}\right) \cos \left(\frac{2 x-6 x}{2}\right)+2 \sin 4 x \\ =2 \sin 4 x \cos (-2 x)+2 \sin 4 x \\ =2 \sin 4 x[\cos 2 x+1] \\ =2 \sin 4 x\left(2 \cos ^2 x-1+1\right) \\ =2 \sin 4x \cdot 2 \cos ^2 x=4 \cos ^2 x \sin 4 x =\text{R.H.S.} sin 2 x + 2 sin 4 x + sin 6 x = 4 cos 2 x sin 4 x L.H.S. sin 2 x + 2 sin 4 x + sin 6 x sin 2 x + sin 6 x + 2 sin 4 x = 2 sin ( 2 2 x + 6 x ) cos ( 2 2 x − 6 x ) + 2 sin 4 x = 2 sin 4 x cos ( − 2 x ) + 2 sin 4 x = 2 sin 4 x [ cos 2 x + 1 ] = 2 sin 4 x ( 2 cos 2 x − 1 + 1 ) = 2 sin 4 x ⋅ 2 cos 2 x = 4 cos 2 x sin 4 x = R.H.S. Example:15 . cot 4 x ( sin 5 x + sin 3 x ) = cot x ( sin 5 x − sin 3 x ) \cot 4 x(\sin 5 x+\sin 3 x)= \cot x(\sin 5 x-\sin 3 x) cot 4 x ( sin 5 x + sin 3 x ) = cot x ( sin 5 x − sin 3 x ) Solution : cot 4 x ( sin 5 x + sin 3 x ) = cot x ( sin 5 x − sin 3 x ) L.H.S. cot 4 x ( sin 5 x + sin 3 x ) \cot 4 x(\sin 5 x+\sin 3 x)=\cot x (\sin 5 x-\sin 3 x) \\ \text { L.H.S. } \cot 4 x(\sin 5 x+\sin 3 x) cot 4 x ( sin 5 x + sin 3 x ) = cot x ( sin 5 x − sin 3 x ) L.H.S. cot 4 x ( sin 5 x + sin 3 x ) Example:16 . cos 9 x − cos 5 x sin 17 x − sin 3 x = − sin 2 x cos 10 x \frac{\cos 9 x-\cos 5 x}{\sin 17 x-\sin 3 x}=\frac{-\sin 2 x}{\cos 10 x} s i n 17 x − s i n 3 x c o s 9 x − c o s 5 x = c o s 10 x − s i n 2 x Solution : cos 9 x − cos 5 x sin 17 x − sin 3 x = − sin 2 x cos 10 x L.H.S. = cos 9 x − cos 5 x sin 17 x − sin 3 x = − 2 sin ( 9 x + 5 x 2 ) sin ( 9 x − 5 x 2 ) 2 cos ( 17 x + 3 x 2 ) sin ( 17 x − 3 x 2 ) = − 2 sin 7 x sin 2 x 2 cos 10 x sin 7 x = − sin 2 x cos 10 x = R.H.S. \frac{\cos 9 x-\cos 5 x}{\sin 17 x-\sin 3 x}=-\frac{\sin 2 x}{\cos 10 x} \\ \text{L.H.S. }= \frac{\cos 9 x-\cos 5 x}{\sin 17 x-\sin 3x} \\ =\frac{-2 \sin \left(\frac{9 x+5 x}{2}\right) \sin \left(\frac{9 x-5 x}{2}\right)}{2 \cos \left(\frac{17 x+3 x}{2}\right) \sin \left(\frac{17 x-3 x}{2}\right)} \\ =-\frac{2 \sin 7 x \sin 2 x}{2 \cos 10 x \sin 7 x} \\ =-\frac{\sin 2 x}{\cos 10 x}=\text { R.H.S.} s i n 17 x − s i n 3 x c o s 9 x − c o s 5 x = − c o s 10 x s i n 2 x L.H.S. = s i n 17 x − s i n 3 x c o s 9 x − c o s 5 x = 2 c o s ( 2 17 x + 3 x ) s i n ( 2 17 x − 3 x ) − 2 s i n ( 2 9 x + 5 x ) s i n ( 2 9 x − 5 x ) = − 2 c o s 10 x s i n 7 x 2 s i n 7 x s i n 2 x = − c o s 10 x s i n 2 x = R.H.S. Example:17 . sin 5 x + sin 3 x cos 5 x + cos 3 x = tan 4 x \frac{\sin 5 x+\sin 3 x}{\cos 5 x+\cos 3 x}=\tan 4 x c o s 5 x + c o s 3 x s i n 5 x + s i n 3 x = tan 4 x Solution : sin 5 x + sin 3 x cos 5 x + cos 3 x = tan 4 x L.H.S. sin 5 x + sin 3 x cos 5 x + cos 3 x = 2 sin ( 5 x + 3 x 2 ) cos ( 5 x − 3 x 2 ) 2 cos ( 5 x + 3 x 2 ) cos ( 5 x − 3 x 2 ) = 2 sin 4 x cos x 2 cos 4 x cos x = tan 4 x = R.H.S. \frac{\sin 5 x+\sin 3 x}{\cos 5 x+\cos 3 x}=\tan 4 x \\ \text{L.H.S. } \frac{\sin 5 x+\sin 3 x}{\cos 5 x+\cos 3 x}=\frac{2 \sin \left(\frac{5 x+3 x}{2}\right) \cos \left(\frac{5 x-3 x}{2}\right)}{2 \cos \left(\frac{5 x+3x}{2}\right) \cos \left(\frac{5 x-3 x}{2}\right)} \\ =\frac{2 \sin 4 x \cos x}{2 \cos 4 x \cos x} \\ =\tan 4 x=\text { R.H.S. } c o s 5 x + c o s 3 x s i n 5 x + s i n 3 x = tan 4 x L.H.S. c o s 5 x + c o s 3 x s i n 5 x + s i n 3 x = 2 c o s ( 2 5 x + 3 x ) c o s ( 2 5 x − 3 x ) 2 s i n ( 2 5 x + 3 x ) c o s ( 2 5 x − 3 x ) = 2 c o s 4 x c o s x 2 s i n 4 x c o s x = tan 4 x = R.H.S. Example:18 . sin x − sin y cos x + cos y = tan ( x − y 2 ) \frac{\sin x-\sin y}{\cos x+\cos y}=\tan \left(\frac{x-y}{2}\right) c o s x + c o s y s i n x − s i n y = tan ( 2 x − y ) Solution : sin x − sin y cos x + cos y = tan ( x − y 2 ) L.H.S. sin x − sin y cos x + cos y = 2 cos ( x + y 2 ) sin ( x − y 2 ) 2 cos ( x + y 2 ) cos ( x − y 2 ) = tan ( x − y 2 ) = R.H.S. \frac{\sin x-\sin y}{\cos x+\cos y}=\tan \left(\frac{x-y}{2}\right) \\ \text { L.H.S. } \frac{\sin x-\sin y}{\cos x+\cos y} \\ =\frac{2 \cos \left(\frac{x+y}{2}\right) \sin \left(\frac{x-y}{2}\right)}{2 \cos \left(\frac{x+y}{2}\right) \cos \left(\frac{x-y}{2}\right)} \\ =\tan \left(\frac{x-y}{2}\right)=\text{R.H.S.} c o s x + c o s y s i n x − s i n y = tan ( 2 x − y ) L.H.S. c o s x + c o s y s i n x − s i n y = 2 c o s ( 2 x + y ) c o s ( 2 x − y ) 2 c o s ( 2 x + y ) s i n ( 2 x − y ) = tan ( 2 x − y ) = R.H.S. Example:19 . sin x + sin 3 x cos x + cos 3 x = tan 2 x \frac{\sin x+\sin 3 x}{\cos x+\cos 3 x}=\tan 2 x c o s x + c o s 3 x s i n x + s i n 3 x = tan 2 x Solution : sin x + sin 3 x cos x + cos 3 x = tan 2 x L.H.S. sin x + sin 3 x cos x + cos 3 x = 2 sin ( x + 3 x 2 ) cos ( 3 x − x 2 ) 2 cos ( x + 3 x 2 ) cos ( x − 3 x 2 ) = 2 sin 2 x cos x 2 cos 2 x cos ( − x ) = tan 2 x cos x cos x = tan 2 x = R.H.S. \frac{\sin x+\sin 3 x}{\cos x+\cos 3 x}=\tan 2 x \\ \text { L.H.S. } \frac{\sin x+\sin 3 x}{\cos x+\cos 3 x}=\frac{2 \sin \left(\frac{x+3 x}{2}\right) \cos \left(\frac{3 x-x}{2}\right)}{2 \cos \left(\frac{x+3 x}{2}\right) \cos \left(\frac{x-3 x}{2}\right)} \\ =\frac{2 \sin 2 x \cos x}{2 \cos 2 x \cos (-x)} \\ =\tan 2 x \frac{\cos x}{\cos x} \\=\tan 2x=\text { R.H.S.} c o s x + c o s 3 x s i n x + s i n 3 x = tan 2 x L.H.S. c o s x + c o s 3 x s i n x + s i n 3 x = 2 c o s ( 2 x + 3 x ) c o s ( 2 x − 3 x ) 2 s i n ( 2 x + 3 x ) c o s ( 2 3 x − x ) = 2 c o s 2 x c o s ( − x ) 2 s i n 2 x c o s x = tan 2 x c o s x c o s x = tan 2 x = R.H.S. Example:20 . sin x − sin 3 x sin 2 x − cos 2 x = 2 sin x \frac{\sin x-\sin 3 x}{\sin ^2 x-\cos ^2 x}=2 \sin x s i n 2 x − c o s 2 x s i n x − s i n 3 x = 2 sin x Solution : sin x − sin 3 x sin 2 x − cos 2 x = 2 sin x L.H.S. = sin x − sin 3 x sin 2 x − cos 2 x = 2 cos ( x + 3 x 2 ) sin ( x − 3 x 2 ) − ( cos 2 x − sin 2 x ) = 2 cos 2 x sin ( − x ) − cos 2 x [ cos 2 x − sin 2 x = cos 2 x ] = − 2 sin ( − x ) = 2 sin x = R.H.S. \frac{\sin x-\sin 3 x}{\sin ^2 x-\cos ^2 x}=2 \sin x \\ \text { L.H.S. }=\frac{\sin x-\sin 3 x}{\sin ^2 x-\cos ^2 x} \\ =\frac{2 \cos \left(\frac{x+3 x}{2}\right) \sin \left(\frac{x-3 x}{2}\right)}{-\left(\cos ^2 x-\sin ^2 x\right)} \\ =\frac{2 \cos 2 x \sin (-x)}{-\cos 2 x}\left[\cos ^2 x-\sin ^2 x=\cos 2x\right] \\ =-2 \sin(-x)=2 \sin x=\text { R.H.S. } s i n 2 x − c o s 2 x s i n x − s i n 3 x = 2 sin x L.H.S. = s i n 2 x − c o s 2 x s i n x − s i n 3 x = − ( c o s 2 x − s i n 2 x ) 2 c o s ( 2 x + 3 x ) s i n ( 2 x − 3 x ) = − c o s 2 x 2 c o s 2 x s i n ( − x ) [ cos 2 x − sin 2 x = cos 2 x ] = − 2 sin ( − x ) = 2 sin x = R.H.S. Example:21 . cos 4 x + cos 3 x + cos 2 x sin 4 x + sin 3 x + sin 2 x = cot 3 x \frac{\cos 4 x+\cos 3 x+\cos 2 x}{\sin 4 x+\sin 3 x+\sin 2 x}=\cot 3 x s i n 4 x + s i n 3 x + s i n 2 x c o s 4 x + c o s 3 x + c o s 2 x = cot 3 x Solution : cos 4 x + cos 3 x + cos 2 x sin 4 x + sin 3 x + sin 2 x = cot 3 x L.H.S. = cos 4 x + cos 3 x + cos 2 x sin 4 x + sin 3 x + sin 2 x = cos 4 x + cos 2 x + cos 3 x sin 4 x + sin 2 x + sin 3 x = 2 cos ( 4 x + 2 x 2 ) cos ( 4 x − 2 x 5 ) + cos 3 x 2 sin ( 4 x + 2 x 2 ) cos ( 4 x − 2 x 2 ) + sin 3 x = 2 cos 3 x cos x + cos 3 x 2 sin 3 x cos x + sin 3 x = 2 cos 3 x ( cos x + 1 ) 2 sin 3 x ( cos x + 1 ) = cot 3 x = R.H.S. \frac{\cos 4 x+\cos 3 x+\cos 2 x}{\sin 4 x+\sin 3 x+\sin 2 x}=\cot 3 x \\ \text{L.H.S. }= \frac{\cos 4 x+\cos 3 x+\cos 2 x}{\sin 4 x+\sin 3 x+\sin 2 x} \\ =\frac{\cos 4 x+\cos 2 x+\cos 3 x}{\sin 4 x+\sin 2 x+\sin 3 x} \\ =\frac{2 \cos \left(\frac{4 x+2 x}{2}\right) \cos \left(\frac{4 x-2 x}{5}\right)+\cos 3 x}{2 \sin \left(\frac{4 x+2 x}{2}\right) \cos \left(\frac{4 x-2 x}{2}\right)+\sin 3 x} \\ =\frac{2 \cos 3 x \cos x+\cos 3 x}{2 \sin 3 x \cos x+\sin 3 x} \\ =\frac{2 \cos 3 x(\cos x+1)}{2 \sin 3 x(\cos x+1)} \\ =\cot 3 x=\text{R.H.S.} s i n 4 x + s i n 3 x + s i n 2 x c o s 4 x + c o s 3 x + c o s 2 x = cot 3 x L.H.S. = s i n 4 x + s i n 3 x + s i n 2 x c o s 4 x + c o s 3 x + c o s 2 x = s i n 4 x + s i n 2 x + s i n 3 x c o s 4 x + c o s 2 x + c o s 3 x = 2 s i n ( 2 4 x + 2 x ) c o s ( 2 4 x − 2 x ) + s i n 3 x 2 c o s ( 2 4 x + 2 x ) c o s ( 5 4 x − 2 x ) + c o s 3 x = 2 s i n 3 x c o s x + s i n 3 x 2 c o s 3 x c o s x + c o s 3 x = 2 s i n 3 x ( c o s x + 1 ) 2 c o s 3 x ( c o s x + 1 ) = cot 3 x = R.H.S. Example:22 . cot x cot 2 x − cot 2 x cot 3 x − cot 3 x cot x = 1 \cot x \cot 2 x-\cot 2 x \cot 3 x-\cot 3 x \cot x=1 cot x cot 2 x − cot 2 x cot 3 x − cot 3 x cot x = 1 Solution : cot x cot 2 x − cot 2 x cot 3 x − cot 3 x cot x = 1 cot 3 x = cot ( x + 2 x ) ⇒ cot 3 x = cot x cot 2 x − 1 cot 2 x + cot x ⇒ cot 2 x cot 3 x + cot x cot 3 x = cot x cot 2 x − 1 ⇒ cot x cot 2 x − cot 2 x cot 3 x − cot x cot 3 x = 1 = R.H.S. \cot x \cot 2 x-\cot 2 x \cot 3 x-\cot 3 x \cot x=1 \\ \cot 3 x=\cot (x+2 x) \\ \Rightarrow \cot 3 x=\frac{\cot x \cot 2 x-1}{\cot 2 x+\cot x} \\ \Rightarrow \cot 2 x \cot 3 x+\cot x \cot 3 x=\cot x \cot 2 x-1 \\ \Rightarrow \cot x \cot 2 x-\cot 2 x \cot 3 x-\cot x \cot 3 x \\ =1=\text{R.H.S.} cot x cot 2 x − cot 2 x cot 3 x − cot 3 x cot x = 1 cot 3 x = cot ( x + 2 x ) ⇒ cot 3 x = c o t 2 x + c o t x c o t x c o t 2 x − 1 ⇒ cot 2 x cot 3 x + cot x cot 3 x = cot x cot 2 x − 1 ⇒ cot x cot 2 x − cot 2 x cot 3 x − cot x cot 3 x = 1 = R.H.S. Example:23 . tan 4 x = 4 tan x ( 1 − tan x ) 1 − 6 tan 2 x + tan 4 x \tan 4 x=\frac{4 \tan x(1-\tan x)}{1-6 \tan ^2 x+\tan ^4 x} tan 4 x = 1 − 6 t a n 2 x + t a n 4 x 4 t a n x ( 1 − t a n x ) Solution : tan 4 x = 4 tan x ( 1 − tan 2 x ) 1 − 6 tan 2 x + tan 4 x L.H.S. tan 4 x = 2 tan 2 x 1 − tan 2 2 x = 2 ( 2 tan x 1 − tan 2 x ) 1 − ( 2 tan x 1 − tan 2 x ) 2 = 4 tan x 1 − tan 2 x ( 1 − tan 2 x ) 2 − 4 tan 2 x ( 1 − tan 2 x ) 2 = 4 tan x × ( 1 − tan 2 x ) 1 − 2 tan 2 x + tan 4 x − 4 tan 2 x = 4 tan x ( 1 − tan 2 x ) 1 − 6 tan 2 x + tan 4 x = R.H.S. \tan 4 x=\frac{4 \tan x\left(1-\tan ^2 x\right)}{1-6 \tan ^2 x+\tan ^4 x} \\ \text { L.H.S. } \tan 4 x =\frac{2 \tan 2 x}{1-\tan ^2 2 x} \\ =\frac{2\left(\frac{2 \tan x}{1-\tan ^2 x}\right)}{1-\left(\frac{2 \tan x}{1-\tan ^2 x}\right)^2} \\ =\frac{\frac{4 \tan x}{1-\tan ^2 x}}{\frac{\left(1-\tan ^2 x\right)^2-4 \tan ^2 x}{\left(1-\tan ^2 x\right)^2}}\\ =\frac{4 \tan x \times\left(1-\tan ^2 x\right)}{1-2 \tan ^2 x+\tan ^4 x-4 \tan ^2 x} \\ =\frac{4 \tan x\left(1-\tan ^2 x\right)}{1-6 \tan ^2 x+\tan ^4 x}=\text{R.H.S.} tan 4 x = 1 − 6 t a n 2 x + t a n 4 x 4 t a n x ( 1 − t a n 2 x ) L.H.S. tan 4 x = 1 − t a n 2 2 x 2 t a n 2 x = 1 − ( 1 − t a n 2 x 2 t a n x ) 2 2 ( 1 − t a n 2 x 2 t a n x ) = ( 1 − t a n 2 x ) 2 ( 1 − t a n 2 x ) 2 − 4 t a n 2 x 1 − t a n 2 x 4 t a n x = 1 − 2 t a n 2 x + t a n 4 x − 4 t a n 2 x 4 t a n x × ( 1 − t a n 2 x ) = 1 − 6 t a n 2 x + t a n 4 x 4 t a n x ( 1 − t a n 2 x ) = R.H.S. Example:24 . cos 4 x = 1 − 8 sin 2 x cos 2 x \cos 4 x=1-8 \sin ^2 x \cos ^2 x cos 4 x = 1 − 8 sin 2 x cos 2 x Solution : cos 4 x = 1 − 8 sin 2 x cos 2 x L.H.S. cos 4 x = 1 − 2 sin 2 2 x = 2 − 2 ( 2 sin x cos x ) 2 [ ∵ sin 2 x = 2 sin x cos x , cos 2 x = 1 − 2 sin 2 x ] = 1 − 2 × sin 2 x cos 2 x = 1 − 8 sin 2 x cos 2 x = R.H.S. \cos 4 x=1-8 \sin ^2 x \cos ^2 x \\ \text{L.H.S.} \cos 4 x =1-2 \sin ^2 2 x \\ =2-2(2 \sin x \cos x)^2 \left[\because \sin 2 x=2 \sin x \cos x ,\cos 2 x=1-2 \sin ^2 x\right] \\ =1-2 \times \sin ^2 x \cos ^2 x \\ =1-8 \sin ^2 x \cos ^2 x= \text { R.H.S. } cos 4 x = 1 − 8 sin 2 x cos 2 x L.H.S. cos 4 x = 1 − 2 sin 2 2 x = 2 − 2 ( 2 sin x cos x ) 2 [ ∵ sin 2 x = 2 sin x cos x , cos 2 x = 1 − 2 sin 2 x ] = 1 − 2 × sin 2 x cos 2 x = 1 − 8 sin 2 x cos 2 x = R.H.S. Example:25 . cos 6 x = 32 cos 6 x − 48 cos 4 x + 18 cos 2 x − 1 \cos 6 x=32 \cos ^6 x-48 \cos ^4 x+18 \cos ^2 x-1 cos 6 x = 32 cos 6 x − 48 cos 4 x + 18 cos 2 x − 1 Solution : cos 6 x = 32 cos 6 x − 48 cos 4 x + 18 cos 2 x − 1 L.H.S. cos 6 x = 2 cos 2 3 x − 1 [ ∵ cos 2 x = 2 cos 2 x − 1 ] = 2 [ 4 cos 3 x − 3 cos x ] 2 [ ∵ cos 3 x = 4 cos 3 x − 3 cos x ] = 2 ( 16 cos 6 x − 24 cos 4 x + 9 cos 2 x ) − 1 = 32 cos 6 x − 48 cos 4 x + 18 cos 2 x − 1 = R.H.S. \cos 6 x=32 \cos ^6 x-48 \cos^4 x +18 \cos ^2 x-1 \\ \text{L.H.S.} \cos 6 x \\ =2 \cos ^2 3 x-1\left[\because \cos 2 x=2 \cos ^2 x-1\right] \\ =2\left[4 \cos ^3 x-3 \cos x\right]^2\left[\because \cos 3 x=4 \cos ^3 x-3 \cos x\right] \\ =2\left(16 \cos ^6 x-24 \cos ^4 x+9 \cos ^2 x\right)-1 \\ =32 \cos ^6 x-48 \cos ^4 x+18 \cos ^2 x-1 =\text { R.H.S. } cos 6 x = 32 cos 6 x − 48 cos 4 x + 18 cos 2 x − 1 L.H.S. cos 6 x = 2 cos 2 3 x − 1 [ ∵ cos 2 x = 2 cos 2 x − 1 ] = 2 [ 4 cos 3 x − 3 cos x ] 2 [ ∵ cos 3 x = 4 cos 3 x − 3 cos x ] = 2 ( 16 cos 6 x − 24 cos 4 x + 9 cos 2 x ) − 1 = 32 cos 6 x − 48 cos 4 x + 18 cos 2 x − 1 = R.H.S. उपर्युक्त उदाहरणों के द्वारा दो कोणों के त्रिकोणमितीय अनुपात (Trigonometrical Ratios of Two Angles),दो कोणों के योग और अन्तर का त्रिकोणमितीय फलन कक्षा 11 (Trigonometric Functions of Sum and Difference of Two Angles Class 11) को समझ सकते हैं।
4.दो कोणों के त्रिकोणमितीय अनुपात की समस्याएं (Trigonometrical Ratios of Two Angles Problems):
यदि sin A + sin B = a \sin A+\sin B=a sin A + sin B = a तथा cos A + cos B = b \cos A+\cos B=b cos A + cos B = b
सिद्ध कीजिए (1) cos ( A + B ) = b 2 − a 2 b 2 + a 2 \cos (A+B)=\frac{b^2-a^2}{b^2+a^2} cos ( A + B ) = b 2 + a 2 b 2 − a 2 (2) sin ( A + B ) = 2 a b a 2 + b 2 \sin (A+B)=\frac{2 a b}{a^2+b^2} sin ( A + B ) = a 2 + b 2 2 ab उपर्युक्त सवालों को हल करने पर दो कोणों के त्रिकोणमितीय अनुपात (Trigonometrical Ratios of Two Angles),दो कोणों के योग और अन्तर का त्रिकोणमितीय फलन कक्षा 11 (Trigonometric Functions of Sum and Difference of Two Angles Class 11) को ठीक से समझ सकते हैं।
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5.दो कोणों के त्रिकोणमितीय अनुपात (Frequently Asked Questions Related to Trigonometrical Ratios of Two Angles),दो कोणों के योग और अन्तर का त्रिकोणमितीय फलन कक्षा 11 (Trigonometric Functions of Sum and Difference of Two Angles Class 11) से सम्बन्धित अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न:
प्रश्न:1.संयुक्त कोण किसे कहते हैं? (What is a Compound Angle?):
उत्तरःदो या दो अधिक कोणों के बीजीय योग संयुक्त कोण कहलाता है।
प्रश्न:2.अपवर्त्य कोण किसे कहते हैं? (What is Multiple Angle?):
उत्तर:कोण A के गुणज अर्थात् कोण 2A,3A,4A,….अपवर्त्य कोण कहलाते हैं।
Example:3.अपवर्तक कोण किसे कहते हैं? (What is Sub-multiple Angle?):
उत्तर:कोण A के सह गुणज कोण अर्थात् कोण A 2 , A 3 , A 4 , … … \frac{A}{2}, \frac{A}{3}, \frac{A}{4}, \dots \dots 2 A , 3 A , 4 A , …… अपवर्तक कोण कहलाते हैं। उपर्युक्त प्रश्नों के उत्तर द्वारा दो कोणों के त्रिकोणमितीय अनुपात (Trigonometrical Ratios of Two Angles),दो कोणों के योग और अन्तर का त्रिकोणमितीय फलन कक्षा 11 (Trigonometric Functions of Sum and Difference of Two Angles Class 11) के बारे में ओर अधिक जानकारी प्राप्त कर सकते हैं।
Trigonometrical Ratios of Two Angles दो कोणों के त्रिकोणमितीय अनुपात (Trigonometrical Ratios of Two Angles) Trigonometrical Ratios of Two Angles दो कोणों के त्रिकोणमितीय अनुपात (Trigonometrical Ratios of Two Angles) के इस भाग में हम दो संख्याओं (कोणों) के योग एवं अन्तर के लिए त्रिकोणमितीय फलनों तथा उनसे सम्बन्धित व्यंजकों को व्युत्पन्न करेंगे।